Knie-MRT unter In-Situ-Belastung mittels prospektiver Bewegungskorrektur

• Antragsteller: Professor Dr. Kaywan Izadpanah; Dr. Thomas Lange; Hans Meine, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Orthopädie, Unfallchirurgie, rekonstruktive Chirurgie ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 320713197

Die Kniegelenksarthrose ist eine oftmals inaktivierende Erkrankung, die in vielen Fällen auf eine gestörte Biomechanik des Gelenks zurückzuführen ist. Die Magnetresonanztomographie (MRT) hat sich für die Diagnostik der damit einhergehenden degenerativen Veränderungen (Schäden an Knorpel und Menisken, Synovialitis) als Goldstandard etabliert. Allerdings kann mittels Standard-MRT-Diagnostik die oftmals zugrunde liegende gestörte Biomechanik des Gelenks, wie sie z. B. bei Patellainstabilitäten vorliegt, nicht direkt untersucht werden. Hierfür sind Messungen unter mechanischer Belastung erforderlich, die jedoch meist mit verstärkter unwillkürlicher Probandenbewegung einhergehen. Die daraus resultierenden Bildartefakte können mit herkömmlichen MRT-Sequenzen nicht oder nur unzureichend korrigiert werden. In einem Pilotprojekt konnte von uns bereits gezeigt werden, dass solche belastungsinduzierten Bewegungsartefakte durch MRT-Messungen mit prospektiver Bewegungskorrektur nahezu vollständig unterdrückt werden können. Im Rahmen des avisierten Projekts sollen MRT-Methoden für die Untersuchung der patellofemoralen Kinematik und Biomechanik in Beugung und unter Belastung entwickelt werden. Es soll die druckinduzierte Verformung des Gelenkknorpels sowie die damit einhergehende Änderung MR-spezifischer Relaxationsparameter (T2, T1rho) bestimmt werden. Dazu ist einerseits die Implementation der prospektiven Bewegungskorrektur in die zu verwendenden MRT-Sequenzen und andererseits die Entwicklung einer Postprocessing-Pipeline für die Visualisierung und quantitative Auswertung der aufgenommenen MRT-Datensätze (Segmentierung, Registrierung, quantitative Analyse von Knorpeldicke, Kontaktfläche, etc.) erforderlich. Die entwickelten Methoden sollen in einer Studie an Probanden und Patienten mit Patellainstabilität validiert werden. Es sollen dabei klinische Marker für die Diagnostik dieser Pathologie etabliert und in einer interventionellen Studie die Ergebnisse einer Sehnenplastik des medialen patellofemoralen Ligaments evaluiert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Maxim Zaitsev